基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和機(jī)理分析的高爐布料決策系統(tǒng)研究與應(yīng)用.pdf

1、高爐煉鐵作為鋼鐵冶金行業(yè)的上游工序，是鋼鐵工業(yè) CO2排放和能源消耗的主要環(huán)節(jié)，也使得高爐煉鐵是鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的主要潛力所在。隨著計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)、運(yùn)算能力的不斷發(fā)展，以及傳感器性能提高帶來的高爐內(nèi)部檢測參數(shù)越來越豐富、準(zhǔn)確，高爐內(nèi)部大量的運(yùn)行指標(biāo)得以檢測并長期儲(chǔ)存，為建立高爐運(yùn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型提供基礎(chǔ)。本文通過機(jī)理分析結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用廣泛的機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。研究開發(fā)了高爐布料控制決策系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示高爐運(yùn)行狀況、分析爐況變化趨勢，并

2、給出合理的爐頂操作建議。
　　高爐布料操作決定煤氣流和爐頂溫度場分布，合理的布料制度是高爐穩(wěn)定的必要條件。本文將離散單元模型應(yīng)用于高爐布料過程模擬仿真，取代傳統(tǒng)的冷態(tài)模型，節(jié)約成本而且可觀測信息豐富，可以對(duì)爐料進(jìn)行受力分析，找到塌料、懸料等異常情況的力學(xué)原理；針對(duì)布料過程建模提出了高斯函數(shù)結(jié)合三角函數(shù)的料面形狀模型，擬合誤差較小且參數(shù)容易計(jì)算，之后利用離散單元模型驗(yàn)證了模型的可行性，為計(jì)算合理的布料制度提供基礎(chǔ)；在爐況模型方面，通

3、過對(duì)高爐運(yùn)行機(jī)理的分析得出爐頂參數(shù)之間相關(guān)性，針對(duì)高爐的時(shí)滯特性，從統(tǒng)計(jì)分析的角度得到不同滯后時(shí)間的相關(guān)參數(shù)，將待預(yù)測參數(shù)不同滯后時(shí)間的相關(guān)變量作為預(yù)測模型輸入量，建立基于數(shù)據(jù)和機(jī)理分析的爐況預(yù)測模型，準(zhǔn)確估計(jì)爐頂溫度、壓強(qiáng)和透氣性等重要指標(biāo)的變化趨勢；同時(shí)預(yù)測結(jié)果為多模型布料控制方法提供更多的輔助信息，以高爐爐頂溫度、壓力、煤氣流等參數(shù)作為爐況順行的衡量標(biāo)準(zhǔn)，利用高爐運(yùn)行的大量歷史數(shù)據(jù)，建立了高爐爐況多模型集合，再根據(jù)當(dāng)前爐頂參數(shù)指標(biāo)